Question

將5.1g鎂鋁合金溶于60mL　5mol?L^-1的H₂SO₄溶液中，完全溶解后再加入65mL　10.0mol?L^-1 的NaOH溶液，得到沉淀的質量為9.7g，繼續滴加NaOH溶液時沉淀會減少．
（1）當加入______mL NaOH溶液時，可使溶液在硫酸中的Mg和Al恰好完全沉淀．
（2）計算合金溶于硫酸時所產生的氫氣在標準狀況下的體積______．

Answer 1

解：所發生的反應為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄，
Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄，
（1）n（H₂SO₄）=0.06L×5mol/L=0.3mol，當硫酸中的Mg和Al恰好完全沉淀時，溶液成分為Na₂SO₄，
此時n（NaOH）=2n（H₂SO₄）=2×0.3mol=0.6mol，
所以V（NaOH）==0.06L=60ml，
故答案為：60；
（2）當加入60mlNaOH溶液時，鎂鋁恰好沉淀，當加入n（NaOH）=0.065L×10mol/L=0.65mol時，
NaOH過量：0.65mol-0.6mol=0.05mol，發生：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，
則溶解的n（Al（OH）₃）=0.05mol，m（Al（OH）₃）=0.05mol×78g/mol=3.9g，
所以硫酸中的Mg和Al恰好完全沉淀的質量應為3.9g+9.7g=13.6g，
設混合物中含有xmolMg，ymolAl，則
，解之得：x=0.1，y=0.1，
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑
0.1mol 0.1mol
2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
0.1mol 0.15mol
n（H₂）=0.1mol+0.15mol=0.25mol，
V（H₂）=0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
故答案為：5.6L．
分析：所發生的反應為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄，
Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄，根據反應的方程式計算．
點評：本題考查混合物的計算，題目難度中等，注意判斷加入65mL10.0mol?L^-1的NaOH溶液反應的程度為解答該題的關鍵．